Дано:
Концентрация раствора уксусной кислоты: 6%
Плотность раствора уксусной кислоты: 1.007 г/см³
Объем раствора едкого натра: 100 мл
Концентрация раствора едкого натра: 0.6%
Плотность раствора едкого натра: 1.005 г/см³
Требуемое значение pH: 4.18
Найти:
Объем раствора уксусной кислоты, который необходимо добавить
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем количество вещества (моль) уксусной кислоты и едкого натра в их растворах:
Масса уксусной кислоты = объем * плотность
Масса уксусной кислоты = x г * 1.007 г/см³
x = 6 г
Концентрация уксусной кислоты = 6% = 6 г на 100 г раствора = 6 г/100 мл = 60 г/1000 мл = 60 г/1 л
Количество вещества (моль) уксусной кислоты = масса / молярная масса
Молярная масса уксусной кислоты (CH3COOH): 60 г/моль
Моль = 6 г / 60 г/моль = 0.1 моль
Масса едкого натра = объем * плотность
Масса едкого натра = 100 мл * 1.005 г/см³ = 100.5 г
Концентрация едкого натра = 0.6% = 0.6 г на 100 г раствора = 0.6 г/100 мл = 6 г/1000 мл = 6 г/1 л
Количество вещества (моль) едкого натра = масса / молярная масса
Молярная масса едкого натра (NaOH): 40 г/моль
Моль = 100.5 г / 40 г/моль = 2.5125 моль
2. Рассчитаем количество вещества (моль) уксусной кислоты и едкого натра, необходимого для получения буферного раствора с pH=4.18:
Уравнение реакции образования буферного раствора:
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
На 1 моль CH3COOH требуется 1 моль NaOH для образования буферного раствора. Таким образом, для нейтрализации 0.1 моль CH3COOH требуется 0.1 моль NaOH.
3. Рассчитаем массу уксусной кислоты и объем раствора уксусной кислоты, которые содержат 0.1 моль CH3COOH:
Масса CH3COOH = количество моль * молярная масса
Молярная масса CH3COOH: 60 г/моль
Масса CH3COOH = 0.1 моль * 60 г/моль = 6 г
Объем CH3COOH = масса / плотность
Объем CH3COOH = 6 г / 1.007 г/см³ ≈ 5.95 мл
Ответ:
Необходимо добавить примерно 5.95 мл раствора уксусной кислоты, чтобы получить буферный раствор с pH=4.18.